某套筒的精度檢驗及修復方法

王文劍 閔 江 談文靜

(山東臨沂金星機床有限公司，山東 臨沂 276017)

我公司有一種與美國合作開發的數控銑床，其主軸及主軸軸承結構如圖1 所示。在實際生產中我們發現該主軸跳動不穩定，經常出現超差的問題。該總成結構為采用雙列向心角接觸球軸承，由YSR 鎖定螺母單向拉緊。由裝配圖1 可看出，影響該主軸總成跳動的因素有:套筒的精度、主軸的精度和鎖定螺母的精度。由于軸承的跳動相對來說較小，在此忽略不計。經拆開單獨測量主軸，其跳動均在圖紙要求范圍內，鎖定螺母采用的是YSR 牙腹鎖緊，亦未發現異常。這樣套筒便進入了我們的視線。該套筒結構如圖2 所示。由于使用的是角接觸向心球軸承，所以影響主軸跳動的有軸承孔的尺寸、兩孔的同軸度，還有兩孔內臺階與軸承孔的垂直度。經了解，該套筒內孔尺寸及同軸度已經過測量驗證為合格，但內臺階因測量存在困難所以未進行驗證(過孔φ55 mm，兩頭臺階寬度一邊為3.5 mm，一邊為6.5 mm，還包括倒角)，只是了解加工工藝能夠保證，但經目測觀察發現臺階底部存在磨削不均的現象。

經過了解生產過程，該套筒φ62 mm、φ68 mm 兩軸承孔及內臺階均在內錐孔磨床上磨出，使用外圓定位，采用兩套中心架支撐(撐于φ80 mm 外圓處)，兩端軸承孔在磨削時一端推入1:1000 的錐度芯軸(帶中心孔)，將套筒外圓兩頭找平(相同尺寸)，如圖3 所示。

合金頂尖1 推入機床主軸內錐孔，其尖部修出一小平面;軸卡5 上有3 個六角螺栓，各掛一根強力彈簧向左拉緊，使套筒及錐度芯軸靠緊鋼珠2，同時在機床主軸端部伸出一撥動軸與六角螺栓貼緊，以撥動套筒轉動。

其加工過程為:砂輪將內孔磨出后用端面一次將內臺階磨出，故認為內孔與內臺階是垂直的。兩軸承內孔用V 形鐵架外圓量同軸度較好，進而猜想內臺階的垂直度有問題，因為它們分別垂直于內孔，那么它們之間的平行度也會有誤差。基于此，我們為兩端軸承孔做了兩個等高塊，其中一個如圖4 所示，另一個軸承孔的等高塊則為D=mm，將兩等高塊分別放入軸承孔內，然后將套筒豎起一側平面放在平板上，用千分表測量上平面，其平行度為0.05 mm，遠遠大于圖紙要求的精度。這樣便找到了致使軸承跳動大的原因。

套筒不合格的地方找到了，但從其加工工藝來看應該是不存在問題的，因為在磨完內孔后接著將臺階磨出，屬于一次裝夾，應該是能保證兩者的垂直度的。那問題出在哪里呢?

經分析，內臺階不垂直是在磨削的時候套筒產生了竄動，導致內臺階不是一個平面。經過仔細排查，發現合金頂尖端部小平面有一處破損(如圖5)，已經不是平面了，鋼珠在上面旋轉時產生了軸向竄動，故而帶動套筒左右位移，從而使磨削內臺階時產生誤差。

將合金頂尖平面修好后，按上述工藝要求將套筒重新進行修磨，測量結果為0.015 mm。將其組裝后測量主軸為0.01 mm，符合要求。